View
46
Download
1
Category
Preview:
Citation preview
Biokimia TULANG
A. Kimiawi- Kandungan air dalam tulang bervariasi: 14 –
44%
- 30 – 35% material organik, ± 25% mrpk.
lemak
- material organik dalam tulang matriks
tulang mgd. kolagen yang dapat diubah
menjadi gelatin, glikoprotein (osseomukoid
dan osseo-albumoid), sitrat (± 1%)
lanjutan
- material anorganik dalam tulang trtm. dalam
bentuk garam kalsium fosfat dan karbonat, dlm.
jumlah kecil Mg, hidroksida, fluorida dan sulfat
- pola garam dalam tulang sama dengan
hidroksiapatit yg formulanya: Ca(OH)2.3Ca3(PO4)2 atau
Ca10(OH)2(PO4)6
- dalam tulang kadang disubstitusi mineral lain
yg. tidak mengganggu, contoh: atom kalsium
dan fosfat ditukar oleh karbon, Mg, natrium, dan
dan kalium, sedang fourida ditukar hidroksida
lanjutan
- Komposisi kandungan tulang dapatberubah kemungkinan karena:
* meningkatnya umur,
* riketsia,
* sbg. akibat karena faktor diet atau
* akibat perubahan keseimbangan asam
basa (asidosis krn. penyakit renal kronis)
Metabolisme• Seperti jaringan tubuh lainnya komponen tulang
secara konstan dalam perubahannya dengan plasma
• Demineralsisasi tulang terjadi apabila intake mineral untuk pembentukan tulang tidak cukup atau apabila kehilangan yang berlebihan
• Kalsium dan fosfor diet mrpk. faktor penting untuk ossifikasi
• Vit. D meningkatkan kadar fosfat dan kalsium darah meningkatkan produk kalsium- fosfat yg diendapkan di tulang
lanjutan
• Ternyata vit. D tidak hanya meningkatkan absorbsi mineral tetapi juga bekerja secara lokal di tulang
• Pada riketsia dan gangguan tulang lainnya
alkali fosfatase meningkat suplai fosfat meningkat
• Terapi dengan pemberian vit. D alkali
fosfatase aktivitasnya menurun
• Hormon paratiroid, tiroid bekerja dengan mengubah absorbsi atau ekskresi kalsium dan fosfor
Jaringan otot
Pengantar jaringan otot dapat melakukan kerja mekanik krn. adanya elemen kontraktil mengubah energi kimia menjadi energi mekanik elemen kontraktil tdk. terbatas kerja otot, tetapi juga aktivitas silia dan flagella meskipun elemen 2 jenis tsb. tidak sama
lanjutan
Ada 3 tipe otot
1. otot polos
2. otot jantung
3. otot rangka
1. Struktur otot rangka
- membran plasma sel otot sarkolema
- sebagian besar volume sel otot
ditempati elemen kontraktil miofibril
- miofibril dikelilingi cairan sarkoplasma
• Sarkoplasma
* mengandung glikogen, enzim-enzim glikolisis,
ATP, fosfokreatin, elektrolit anorganik, dll.
* mudah dipacu listrik
* terdiri dari 2 pita (filamen)
1. tebal: protein miosin
2. tipis: protein aktin, tropomiosin, troponin
• Komponen protein sel otot
* 20 – 25% protein total otot berupa
protein yg terlarut. Sisanya berupa
protein filamen miofibril yg tak terlarut
* protein utama: miosin, aktin,
tropomiosin B
* protein minor: α-aktinin, ß-aktinin,
troponin
Miosin* protein B.M. tinggi: 470.000 (mol. terbanyak), dengan mol. panjang, assimetris yang mengandung kepala globular
* mengandung 2 polipeptida yang identik* rantai polipeptida memiliki 1.800 asam amino merupakan polipeptida tunggal terpanjang
* masing-masing polipeptida berstruktur helixalfa (α)
* menunjukkan aktivitas ATP-ase yg terdapat pd. bagian kepala molekulnya dengan kemampuan menghidrolisis gugus fosfat akhir ATP, GTP, ITP dan CTP
Lanjutan miosin
dan heavy (berat)
* tiap mol. miosin tdpt 2 sisi katalitik, masing- masing pada tiap keping (keping SF1) mengandung gugus sulfhidril katalitik dan penghambatan
* ggs. sulfhidril yg. memiliki aktivitas ATP-ase inidiperlukan untuk pengikatan miosin pada aktin
* larut dalam larutan garam, tak larut dalam air* dapat dipecah secara enzimatik oleh tripsin
komponen meromiosin light (ringan)
papain HMMS-1tripsin HMM
miosin HMMS-2LMM
Lanjutan miosin
• HMM aktivitasnya sangat berbeda denganLMM
• miosin polimerisasi dengan aktin
aktomiosin
• Interaksi aktin dan miosin kekuatanuntuk kontraksi otot
Aktin• Ada 2 macam: aktin-G dan aktin-F
• Tiap mol. aktin-G mengikat erat satu ion Ca++
(hubungannya dengan peran Ca++ dalam mengawali kontraksi dan dalam aktivitas ATP- ase
• Aktin-G juga mengikat 1 mol. ATP/ADP
• Pengikatan ATP oleh aktin-G biasanya diikuti dengan polimerisasinya menjadi aktin-F
• Setiap penambahan 1 mol. aktin-G pd rantai aktin-F, mol. ATP ADP + Pi dan ADP terbentuk tetap terikat pada subunit aktin-G dari rantai aktin-F
AKTOMIOSIN
• Merupakan kompleks aktin-G dan miosin (1:1)
• Tiap filamen aktin-F dpt. mengikat banyak mol. miosin, sebab aktin-F banyak mengandung monomer aktin-G
• Kompleks aktomiosin dpt. berdisosiasi kalau adaATP dan ion Mg++
• Pada waktu disosiasi ATP terhidrolisis
• Hidrolisis sempurna: aktin dan miosin bergabung kembali lewat antaraksi gugus sulfhidrilnya
Tropomiosin A dan B
• Mempunyai struktur yang mirip denganekor panjang molekul miosin
• Tropomiosin B larut dalam air dandijumpai pada semua otot dan merupakankomponen penting filamen tipis zona I
• Membentuk kompleks dengan aktin-F
• Tropomiosin A tak larut dlm. air para- miosin
Komponen protein minor
• Ada beberapa komponen minor
* α – aktinin
* ß – aktinin
* troponin
- diantaranya: troponin merupakan
komponen filamen I dengan B.M. sekitar
86.000
Troponin
• Membentuk kompleks dgn. tropomiosindisebut protein pengistirahat berikatandengan aktin-F membentuk kompleks:
troponin – tropomiosin B – aktintroponin mengikat ion Ca++ dan mrpk. komponenyang berperan mengikat Ca++ dalam kompleks:
troponin - tropomiosin A – aktin – miosin
• Pada peristiwa kontraksi otot troponin
memberi sensitivitas Ca++ untuk ikatan silangfilamen aktin dan miosin
lanjutan
• Troponin T (TpT)
- terikat pada tropomiosin di samping pada 2 komponen
troponin lainnya
• Troponin I (TpI)
- menghambat interaksi F-aktin-miosin dan juga terikat
pada komponen troponin lainnya
• Troponin C (TpC)
- mrpk polipeptida pengikat kalsium yang secara
strutural dan fungsional analog dg kalmodulin
protein pengikat kalsium yang penting
- empat molekul ion kalsium terikat permolekul TpC
Serabut otot
• Ada 2 jenis serabut otot:1. jenis I (merah)2. jenis II (putih) Pada hewan rendah
• Serabut merah- banyak mitokondria, lipid, mioglobin- memp. kemampuan besar menghasilkan
ATP lewat oksidasi
- banyak terdapat dalam otot yang bekerja lambat
Lanjutan serabut otot
• Serabut putih- banyak terdapat pada otot yang bekerjacepat
- banyak mengandung glikogen, dan retikulum endoplasmik
- tidak dapat menyimpan oksigen- bahan bakar utamanya glikogen dan glukosa dimetabolisis lewat glikolisis anaerob asam laktat yg dihasilkan
dikeluarkan dimetabolisis di hati glukosa
Pada manusia
• Serabut otot: jenis I dan jenis II.
- perbedaan hanya terletak pd ukuran,
bentuk dan banyaknya mitokondria
- serabut yg banyak mgd mioglobin
dapat menyimpan oksigen
- banyak mengandung mitokondria
memiliki kemampuan menghasikan ATP
lewat jalur oksidatif
ATP
ATP sumber utama tenaga untuk kontraksi otot, tetapi jumlahnya dalam otot hanya sedikit bila dikaitkan dengan tenaga kimia yg diperlukan untuk kontraksi
namun jumlah ATP dalam otot tidakmenunjukkan penurunan setelah kontraksi
lanjutan
kekurangan tenaga untuk kontraksi dipenuhi
oleh senyawa lain: kreatin fosfat
kreatin fosfat berguna sbg. cadangan
ikatan tenaga tinggi untuk menghasilka ATP,
sebab
kreatin + ATP ADP + kreatin fosfat
reaksi reversibel dgn. enzim kinase
kreatin dan transfosforilase ATP-kreatin
Jaringan Ikat
Pengantar
- fungsi: mendukung dan mengikat sel-sel dalam tubuh- berasal dari sel-sel fibroblas membentuk jaringan fibrosa: tulang rawan, tendo, ligamen, matriks tulang, jaringan yang mengikat pembuluh darah, dan semen dalam sel-sel hati, sel-sel saraf dll.
- jaringan pengikat banyak mengandung protein kolagendan sedikit elastin
- gelatin pengaruh panas denaturasi gelatin
Kolagen dan gelatin
Kolagen- serabut jaringan pengikat yg sukar larut- 25 – 33% protein tubuh total terdiri atas kolagen, struktur tiga demensinya banyak ditentukan oleh beberapa asam amino saja:
* glisin (33%),* prolin* hidroksiprolin (21%)* alanin (11%)
- sedang asam-asam amino yg unik dalam kolagen:3-hidroksiprolin, 4-hidroksiprolin dan 5-hidroksilisin
LANJUTAN KOLAGEN
- disintesis dari tropokolagen yang terdiri dari 3
rantai polipeptida heliks yang satu sama lain
diikatkan dng. ikatan hidrogen, membentuk
ikatan silang yang ikatannya kovalen dan
berguna untuk pembentukkan serabut dan
kekuatan mekanik strukturnya
Gelatin
- hasil denaturasi kolagen
- larut dalam air
Elastin
elastin tertentu: pembuluh darah besar (aorta), kulit dan
kuning, sifatnya elastis seperti karet
amino penyusunnya, sedikit hidrokasiprolin bila
polar spt. valin (14,1%) elastin tahan terhadap
kolagen turunnya elastisitas berbagai jaringan
• Protein jaringan ikat yang banyak dijumpai dlm. jaringan
paru-paru• Molekulnya berupa suatu struktur membran, warna
• Susunan kimia spt. kolagen, glisin mrpk. sepertiga asam
dibanding kolagen, banyak mengandung as. amino non
pengaruh kimia• Pd. proses ketuaan, serabut elastin diganti oleh serabut
Mukopolisakarida
• Dlm jaringan ikat terkait juga sejumlah polisakarida: as hialuronat, kondroitin, kondroitin sulfat, keratosulfat, dan heparin• Masing-masing polisakarida merupakan unit-unit disakarida yang berulang. Kecuali as hialuronat, yg lain berkonjugasi dengan protein mukopolisakarida (glukosaminoglikan: mengandung hidrat arang kompleks yang ditandai dengan adanya gula amino dan as uronat
Lanjutan polisakarida
• Asam hialuronat* dijumpai dlm. cairan sinovia, cairan bola mata,katup jantung, tali pusat dan kulit
* terikat erat dengan kondroitin sulfat diduga berperan dalam pengikatan ion dan dalam pembentukan tulang
• Heparin* polisakarida yg. tdp. dlm. sel mencegah penjendalan darah dan memiliki kemampuan untuk mengaktifkan enzim lipase lipoprotein yg. penting dalam mobilisasi asam lemak dari otot
depot lemak
Recommended